理论力学试题3答案
本科理论力学期末考试卷及答案3套
诚信应考，考试作弊将带来严重后果！本科生期末测试1《 理论力学 I 》2020-2021（1）注意事项：1. 开考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：（闭）卷；4. 本试卷共 （ 六 ）大题，满分100分，考试时间120分钟。
题 号 一二 三 四 五 六 总分 得 分一、 判断题 (正确打“√”，错误打“×”，将答案填在下表中，每小题1分，共10分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 XXX√√XX√√√1. 力在两个坐标轴上的投影与力沿这两个坐标轴方向进行分解得到的分力的意义是相同的。
2. 力偶无合力的意思是说力偶的合力为零。
3. 质点系惯性力系的主矢与简化中心的选择有关，而惯性力系的主矩与简化中心的选择无关。
4. 平面力系向某点简化之主矢为零，主矩不为零。
则此力系可合成为一个合力偶，且此力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。
5. 某瞬时刚体上各点的速度矢量都相等,而各点的加速度矢量不相等,因此该刚体不是作平动。
6. 两齿轮啮合传动时，传动比等于主动轮与从动轮的转速比，若主动轮转速增大，则传动比也随之增大。
7. 若刚体内各点均作圆周运动，则此刚体的运动必是定轴转动。
8. 不管质点做什么样的运动，也不管质点系内各质点的速度为何，只要知道质点系的质量，质点系质心的速度，即可求得质点系的动量。
9. 质点系的内力不能改变质点系的动量与动量矩。
10. 刚体受到一群力作用，不论各力作用点如何，此刚体质心的加速度都一样。
姓名 学号学院 专业班级 座位号( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………得分oyxFF'c 二、 单项选择题（8小题，每题2分，共16分，将答案填在下表中。
）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 ADAADBBC1. 二力平衡条件的使用范围是（ ）A . 刚体 B. 刚体系统 C. 变形体 D. 任何物体或物体系统 2. 不经计算，可直接判定出图示桁架中零力杆的根数为（ ）。
理论力学试题含答案
精选文档理论力学试题及答案一、是非题（每题2分。
正确用√，错误用×，填入括号内。
）1、作用在一个物体上有三个力，当这三个力的作用线汇交于一点时，则此力系必定均衡。
2、力关于一点的矩不因力沿其作用线挪动而改变。
（）3、在自然坐标系中，假如速度υ=常数，则加快度α=0。
（）4、虚位移是偶想的，极细小的位移，它与时间，主动力以及运动的初始条件没关。
5、设一质点的质量为m，其速度与x轴的夹角为α，则其动量在x轴上的投影为mvx=mvcosa。
二、选择题（每题3分。
请将答案的序号填入划线内。
）1、正立方体的顶角上作用着六个大小相等的力，此力系向任一点简化的结果是。
①主矢等于零，主矩不等于零；②主矢不等于零，主矩也不等于零；③主矢不等于零，主矩等于零；④主矢等于零，主矩也等于零。
2、重P的均质圆柱放在V型槽里，考虑摩擦柱上作用一力偶，其矩为 M时（如图），圆柱处于极限均衡状态。
此时按触点处的法向反力N A与N B的关系为。
①N A=NB；②N A>NB；③N A<NB。
3、边长为L的均质正方形平板，位于铅垂平面内并置于圆滑水平面上，如图示，若给平板一细小扰动，使其从图示位置开始倾倒，平板在倾倒过程中，其质心C点的运动轨迹是。
①半径为L/2的圆弧；②抛物线；③椭圆曲线；④铅垂直线。
4、在图示机构中，A//O2B，杆O2C//O3D，且O1A=20cm，O2C=杆O140cm，CM=MD=30cm，若杆AO1以角速度ω=3rad/s匀速转动，则D点的速度的大小为cm/s，M点的加快度的大小为cm/s2。
①60；②120；③150；④360。
.精选文档5、曲柄OA以匀角速度转动，当系统运动到图示地点（OA//O1B。
AB |OA）时，有V A V B，A B，ωAB 0，AB 0。
①等于；②不等于。
三、填空题（每题5分。
请将简要答案填入划线内。
）1、已知A重100kN，B重25kN，A物与地面间摩擦系数为0.2。
理论力学习题3答案
理论力学习题3答案理论力学习题3答案理论力学是物理学中的一门重要学科，它研究物体的运动规律和力的作用，是物理学的基础。
在学习理论力学的过程中，我们经常会遇到各种各样的习题，这些习题既有基础的计算题，也有一些思考题，下面我们来解答一道典型的理论力学习题。
题目：一个质量为m的物体，处于一个斜面上，斜面的倾角为α。
物体与斜面之间的摩擦系数为μ，求物体在斜面上的静摩擦力和滑动摩擦力。
解答：首先，我们需要明确物体在斜面上的受力情况。
根据题意，物体受到的力包括重力、法向力和摩擦力。
重力是物体质量与重力加速度的乘积，方向沿着竖直向下。
法向力是斜面对物体的支持力，方向垂直于斜面。
摩擦力则是物体与斜面之间的摩擦力，方向与物体相对运动的方向相反。
首先考虑物体在斜面上的静摩擦力。
当物体处于静止状态时，静摩擦力的大小等于斜面对物体的支持力，即静摩擦力的大小为μmgcosα，方向与物体相对运动的方向相反。
接下来考虑物体在斜面上的滑动摩擦力。
当物体开始运动时，滑动摩擦力的大小等于斜面对物体的支持力，即滑动摩擦力的大小为μmgsinα，方向与物体相对运动的方向相反。
需要注意的是，当斜面的倾角α小于一定值时，物体将始终保持静止，此时滑动摩擦力的大小为0。
而当斜面的倾角α大于这个值时，物体将开始滑动，此时滑动摩擦力的大小等于斜面对物体的支持力。
通过以上的分析，我们可以得出物体在斜面上的静摩擦力和滑动摩擦力的解答。
总结：理论力学是一门重要的学科，它研究物体的运动规律和力的作用。
在学习理论力学的过程中，我们经常会遇到各种各样的习题，通过解答这些习题，我们可以更好地理解和掌握理论力学的知识。
本文以一个典型的理论力学习题为例，对物体在斜面上的静摩擦力和滑动摩擦力进行了解答。
希望通过这个例子，读者能够更好地理解和应用理论力学的知识。
理论力学试题题目含参考答案
理论力学部分第一章 静力学基础一、是非题1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。
（ ）2．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（ ）3．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。
（ ）4．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。
（ ）5．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。
（ ）6．约束反力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
（ ）二、选择题1．若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 。
① 1F －2F ；② 2F －1F ；③ 1F ＋2F ；2．三力平衡定理是 。
① 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点；② 共面三力若平衡，必汇交于一点；③ 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。
3．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有 。
① 二力平衡原理； ② 力的平行四边形法则；③ 加减平衡力系原理； ④ 力的可传性原理；⑤ 作用与反作用定理。
4．图示系统只受F 作用而平衡。
欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30︒角，则斜面的倾角应为________。
① 0︒； ② 30︒；③ 45︒； ④ 60︒。
5．二力A F 、B F 作用在刚体上且0=+B A F F ，则此刚体________。
①一定平衡； ② 一定不平衡；③ 平衡与否不能判断。
三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。
2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。
3．作用在刚体上的两个力等效的条件是。
4．在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有，可以确定约束力方向的约束有，方向不能确定的约束有（各写出两种约束）。
《理论力学》习题三答案
《理论力学》习题三答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题2分，共60分）1. 求解质点动力学问题时，质点的初始条件是用来（ C ）。
A 、分析力的变化规律； B 、建立质点运动微分方程； C 、确定积分常数； D 、分离积分变量。
2. 在图1所示圆锥摆中，球M 的质量为m ，绳长l ，若α角保持不变，则小球的法向加速度为（ C ）。
A 、αsin g ；B 、αcos g ；C 、αtan g ；D 、αtan gc 。
3. 已知某点的运动方程为2bt a S +=（S 以米计,t 以秒计，a 、b 为常数），则点的轨迹为（ C ）。
A 、是直线；B 、是曲线；C 、不能确定；D 、抛物线。
4. 如图2所示距地面H 的质点M ，具有水平初速度0v，则该质点落地时的水平距离l 与（ B ）成正比。
A 、H ； B、H ； C 、2H ；D 、3H 。
5. 一质量为m 的小球和地面碰撞，开始瞬时的速度为1v ，碰撞结束瞬时的速度为2v（如图3），若v v v ==21，则碰撞前后质点动量的变化值为（ A ）。
A 、mv ；B 、mv 2 ；C 、mv 3；D 、 0。
6. 一动点作平面曲线运动，若其速率不变，则其速度矢量与加速度矢量（ B ）。
A 、平行； B 、垂直； C 、夹角随时间变化； D 、不能确定。
7. 三棱柱重P ，放在光滑的水平面上，重Q 的匀质圆柱体静止释放后沿斜面作纯滚动，则系统在运动过程中（ A ）。
A 、沿水平方向动量守恒，机械能守恒；B 、动量守恒，机械能守恒；C 、沿水平方向动量守恒，机械能不守恒；D 、均不守恒。
图1图2图38. 动点M 沿其轨迹运动时，下列几种情况中，正确的应该是（ A ）。
A 、若始终有a v⊥，则必有v 的大小等于常量； B 、若始终有a v ⊥，则点M 必作匀速圆周运动；C 、若某瞬时有v ∥a，则点M 的轨迹必为直线；D 、若某瞬时有a 的大小为零，且点M 作曲线运动，则此时速度必等于零。
理论力学第三章习题解答
连杆 B2 ：连体基基点 B 的矢径 r2 ，坐标阵 r2 = (0 b ) ，连体基的姿态角为
π ϕ 2 = 。瞬时位形坐标 q 2 = r2T 4
(
ϕ2 )
T
⎛ = ⎜0 b ⎝
π⎞ ⎟ 4⎠
T
-2-
⎛ cos ϕ 2 A2 = ⎜ ⎜ sin ϕ 2 ⎝
⎛ − sin ϕ 2 ⎞ ⎜ ⎟=⎜ cos ϕ 2 ⎟ ⎠ ⎜ ⎜ ⎝
3r 2
π⎞ ⎟ 3⎟ ⎠
T
⎛ cos ϕ 3 A3 = ⎜ ⎜ sin ϕ 3 ⎝
⎛ − sin ϕ 3 ⎞ ⎜ ⎟=⎜ cos ϕ 3 ⎟ ⎠ ⎜ ⎜ ⎝
3⎞ ⎟ 2 ⎟ 1 ⎟ ⎟ 2 ⎠
(3) 凸轮挺杆机构，其中 O 为偏心轮，AB 为挺杆。
-4-
题 3-1 图 题 3-1 答案图(3) 解：建立公共参考基 O − e ，对二个构件进行编号并建立连体基
⎛ cos ϕ 2 A2 = ⎜ ⎜ sin ϕ 2 ⎝
T 2
ϕ2 )
T
⎛ = ⎜0 ⎝
r 2
⎞ 0⎟ ， ⎠
T
− sin ϕ 2 ⎞ ⎛ 1 0 ⎞ ⎟=⎜ ⎟ ⎜ ⎟ cos ϕ 2 ⎟ ⎠ ⎝0 1⎠
-7-
3-2 图示长为 0.2m 的直杆，一端沿水平线运动，方向如图所示，一端沿 铅垂线运动，分别在其端部 A 和杆件中点 C，以及在其端部 A 和 B 分别建立两 个连体基。试求两个连体基位形坐标之间的关系。
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第三章习题解答
理论力学试题题目含参考答案
理论力学部分第一章 静力学基础一、是非题1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。
（ ）2．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（ ）3．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。
（ ）4．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。
（ ）5．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。
（ ）6．约束反力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
（ ）二、选择题1．若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 。
① 1F －2F ；② 2F －1F ；③ 1F ＋2F ；2．三力平衡定理是 。
① 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点；② 共面三力若平衡，必汇交于一点；③ 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。
3．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有 。
① 二力平衡原理； ② 力的平行四边形法则；③ 加减平衡力系原理； ④ 力的可传性原理；⑤ 作用与反作用定理。
4．图示系统只受F 作用而平衡。
欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30︒角，则斜面的倾角应为________。
① 0︒； ② 30︒；③ 45︒； ④ 60︒。
5．二力A F 、B F 作用在刚体上且0=+B A F F ，则此刚体________。
①一定平衡； ② 一定不平衡；③ 平衡与否不能判断。
三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。
2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。
3．作用在刚体上的两个力等效的条件是。
4．在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有，可以确定约束力方向的约束有，方向不能确定的约束有（各写出两种约束）。
理论力学试题题目含参考答案
理论力学部分第一章 静力学基础一、是非题1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。
（ ）2．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（ ）3．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。
（ ）4．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。
（ ）5．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。
（ ）6．约束反力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。
（ ）二、选择题1．若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ，沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为 。
① 1F －2F ；② 2F －1F ；③ 1F ＋2F ；2．三力平衡定理是 。
① 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点；② 共面三力若平衡，必汇交于一点；③ 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。
3．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有 。
① 二力平衡原理； ② 力的平行四边形法则；③ 加减平衡力系原理； ④ 力的可传性原理；⑤ 作用与反作用定理。
4．图示系统只受F 作用而平衡。
欲使A 支座约束力的作用线与AB 成30︒角，则斜面的倾角应为________。
① 0︒； ② 30︒；③ 45︒； ④ 60︒。
5．二力A F 、B F 作用在刚体上且0=+B A F F ，则此刚体________。
①一定平衡； ② 一定不平衡；③ 平衡与否不能判断。
三、填空题1．二力平衡和作用反作用定律中的两个力，都是等值、反向、共线的，所不同的是。
2．已知力F沿直线AB作用，其中一个分力的作用与AB成30°角，若欲使另一个分力的大小在所有分力中为最小，则此二分力间的夹角为度。
3．作用在刚体上的两个力等效的条件是。
4．在平面约束中，由约束本身的性质就可以确定约束力方位的约束有，可以确定约束力方向的约束有，方向不能确定的约束有（各写出两种约束）。
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一、判断题（10分）
1、只要两个力大小相等、方向相反，该两力就组成一力偶。
（×）
2、可由三力矩方程()0,()0,()0A B C M F M F M F ===∑∑∑来确定系统的平衡。
（ × ）
3、两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。
（×）
4、作用在质点系的内力总是成对出现，大小相等，方向相反，所以作用在质点系的内力所作功之和为零。
（×）
5、圆轮沿直线轨道作纯滚动，只要轮心作匀速运动，则轮缘上任意一点的加速度的方向均指向轮心。
（√）
6、科氏加速度的产生是由于动系为转动时，牵连运动和相对运动相互影响而产生的，因此，当动系作平面运动时，没有科氏加速度。
（√）
7、在点的合成运动中动点的绝对加速度总是等于牵连加速度与相对加速度的矢
量和。
（×）
8、只要两物体接触面之间不光滑，并有正压力作用，则接触面处摩擦力一定不为零。
（× ）
9、在某一瞬时，平面图形上各点的速度大小相等，方向都相同，则此平面图形一定作平动，因此，图形上各点的加速度也相等。
（×）
10、转动惯量是刚体转动惯性的度量，所以在跳水时为增加空中旋转角度，应团缩身体获得较大的加速度。
（√） 二、简要计算与回到答题（42分）
1、图示力系中，
m
a N F F F F 2,104321=====，求此力系
向A 点简化的结果。
解：1320x F F F N =+=∑；2420y F F F N =+=∑
1440A
M
Fa F a Nm =+=∑
2、立方体棱长为A ，沿右侧面对角线AB 作用一力F ，求该力在三个坐标轴上的投影及力对三个轴的力矩。
3、图示半径为R 的圆盘与长为3R 的直杆AB 焊在一起，且杆与A 点半径垂直。
某瞬时圆盘的角速度为ω，角加速度为α，求B 点的速度和加速度的大小。
解：AB 为定轴转动，B 点到转轴的距离为2R ，根据定轴转动刚体上各点的速度与加速度的关系可知
2B r R υωω==，24242B a r R αωαω=+=+
4、图示直角刚性杆，AC=CB =0.5m ，设在图示瞬时，两端滑块沿水平与铅垂轴的加速度如图，大小分别为
2s m 1=A a ，2s m 3=B a 。
求这时直角杆的角速度和角加速
度。
解：对AB 利用基点法分析加速度：
B a = A a
+ τBA a + n BA a
方向：√ √ √ √ 大小：3 1 ？ ？ 向η轴上投影得：
︒+=︒45cos 45cos A BA B a a a τ
2/2s m a BA =
τ
则
2/22
5.02s rad AB a BA AB
===τα；向ξ轴上投影得：︒-=︒45sin 45sin A n
BA B a a a 2/22s m a n BA
= 则2
224/0.52
n BA
AB
a rad s AB ω
=== 2/AB rad s ω=
A
a τBA
a n BA
a η
ξ
5、均质细杆AB 重P ，长L ，置于水平位置，若在绳BC 突然剪断瞬时有角加速度α，求杆上各点惯性力的合力的大小及作用点的位置离A 端的距离。
解:惯性力：g
PL ma F D I 2α
τ=
= 惯性力矩：g
PL J F D I 122α
α==
6、在图示系统中，均质杆OA 、AB 与均质轮B 的质量均为m ，OA 杆的长度为1l ，AB 杆的长度为2l ，轮的半径为R ，轮沿水平面作纯滚动。
在图示瞬时，OA 杆的角速度为ω，求整个系统的动量和动能。
解：图示瞬时，A 、B 两点的速度如图示，则AB 该瞬时为瞬时平动。
则系统动量为：
1112
5
22l m l m l m p p p p B AB OA ωωω=+=
++= 系统动能为：22122212
17
432121ωωml mV mV J T T T T A A O B AB OA =++=
++=
三、一梁由支座A 以及BE 、CE 、DE 三杆支承如图示。
已知q ＝0.5KN/m ，a ＝2m ，求杆BE 、CE 、DE 的内力。
（16分）
解：由于DE 杆为二力杆，先取ACBE 部分为对象，受力如图，
()0A
M =∑F 2
20DE
F
a q a ⋅+⋅=
22kN DE F qa =-=-（压力）
再取节点E 为对象
0=∑x
F
sin 450DE BE F F -=
2 2.828kN BE DE F F ==-（压力）
0y
F
=∑ cos 450CE BE F F += 2kN CE DE F F ==
四、轮O 的半径为0.2m,在铅垂面内
沿水平方向作纯滚动，轮与杆AB 在A 点铰接，AB 的长度为 0.8m 。
在图示位置时，A 点在轮的最高处，轮心的速度 02/m s υ=加速度为202/s a m =，求此时B 点的速度和加速度。
解：该瞬时AB 为瞬时平动，故
s m v v v A B /420===
在轮上，以O 为基点求A 的加速度。
n t
A O AO AO =++a a a a
再在AB 上，以A 为基点求B 的加速度。
t B A BA =+a a a
两式联立得 n t B O AO AO BA a τ
=+++a a a a
方向 √ √ √ √ √ 大小 ? √
2O
v
R
0a ? 将上式向AB 方向投影，得
n t
cos30cos 60()cos30 B AO O AO a a a a ︒=-+
53
4B a ⇒=-m/s 2
五、在图示机构中，已知：匀质轮Ｃ作纯滚动，半径为r ，质量为m 3 ，鼓轮Ｂ的内径为 r ，外径为Ｒ，对其中心轴的回转半径为ρ ，质量为m 2 ，物Ａ的质量为m 1 。
绳的ＣＥ段与水平面平行，系统从静止开始运动。
试求：
（１） 物块Ａ下落距离s 时轮Ｃ中心的速度与加速度； （２） 绳子ＡＤ段的张力。
（16分） 解：研究系统：T 2 － T 1 = Σ W i
22
3C v m + 21J C ω 2 +21J B ω 2 + 2
2
1A v
m = m 1 g s 式中：232
1
r m J C =
，22ρm J B = τ
BA
a τAO
a n AO
a B
a O a
代入得：v C = 2
3222113222r
m ρm R m gs
m r
++ ○
1式两边对t 求导得：a C =2
3222113222r m ρm R m grR
m ++
对物Ａ：m a
= ΣF ，即： m 1 a A = m 1 g － F AD F AD = m 1 g －m 1 a A = m 1 g －
r
a R m C
⋅1。